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牙签合盖的注塑模具设计说明书.doc

牙签合盖的注塑模具设计-牙签盒盖【三维UG】【全套CAD图纸和论文】【原创注塑资料】

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牙签合盖的注塑模具设计

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下模座板.dwg

凸模固定板.dwg

型腔固定板.dwg

型芯.dwg

型芯固定板.dwg

定位圈.dwg

定模座板.dwg

推板.dwg

滑块.dwg

脱料板.dwg

衬套.dwg

装配图.dwg

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关键词：: 牙签合盖注塑模具设计三维 ug 全套 cad 图纸论文原创资料

资源描述：

摘要：

本设计分析了牙签盒盖的结构，提出了模具设计的关键点，设计了模具的整体结构。根据塑件分型面的位置，设计了推件板和斜推杆的推出结构，零件采用了双分型面的点浇口，提高了零件的外面质量。通过对塑件进行工艺的分析及其结构分析，从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、注射机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。该模具一模两腔经过生产验证，该模具结构合理，动作可靠。

关键词：牙签盒，注塑，模具，模具结构

Abstract:

This design analyzes the toothpick lid structure, and puts forward the key points of the die design, the design of the mould integral structure. According to the plastic parts parting the position, design the ejecting plate and oblique push rod launch structure, parts adopted double parting surface point gate and improve the quality of the outside of the parts. Based on the analysis of the process of plastic parts and its structure analysis, from product molding process, concrete on the mould structure, the mould gating system, mold molding part of the structure, ejector system, injection machine and the selection of related parameters of the check of detailed design. The mould exactly two cavity after production verification, the mold structure is rational and reliable operation.

Keyword：

Toothpick, injection molding, mold, the mold structure

摘要、关键词 I

Abstract、Key words II

目录 III

一. 引言 1

二、塑件成型工艺的可行性分析…………………………………………………….. 3

2.1 塑件分析………………………………………………………………..…… 3

2.2塑件的原材料分析………………………………………………………………. 3

2.3成型工艺分析如下………………………………………………………………. 4

三、注射成型机的选择与成型腔数的确定…………………………………………. 5

3.1注射成型机的选择………………………………………………………………. 5

3.2注塑机的校核……………………………………………………………………. 5

3.3成型腔数的确定…………………………………………………………………. 6

四、浇注系统的设计 …………………………………………………………………. 7

4.1 浇注系统的作用 ………………………………………………………………. 7

4.2 浇注系统的组成 ………………………………………………………………….8

4.3 主流道设计 …………………………………………………………………….…8

五、成型零件结构设计 …………………………………………………………….… 9

5.1 分型面的设计 …………………………………………………………………. 9

5.2 型腔的分布 ……………………………………………………………………. 10

5.3 凹模的结构设计 ………………………………………………………………. 10

5.4 凸模的结构设计 ……………………………………………………………….. 10

5.5模具成型零件的工作尺寸计算 ………………………………………………. 11

六、排气系统的设计 …………………………………………………………………. 15

6.1排气不良的危害…………………………………………………………………. 15

6.2排气系统的设计方法………………………………………………………….… 15

七、导向与脱模机构的设计…………………………………………………………. 15

7.1导向机构的作用和设计原则………………………………………………….… 15

7.2导柱、导套的设计…………………………………………………………….… 16

7.3脱模机构的确定……………………………………………………………….… 17

7.4推板导柱导套的结构设计 ………………………………………………….……20

八、侧向分型与抽芯机构的设计………………………………………………….……20

8.1 斜导柱抽芯机构设计原则……………………………………………………… 20

8.2 抽芯机构的确定…………………………………………………………………. 21

8.3 斜导柱抽芯机构的有关参数计算……………………………………………… 21

8.4 滑块的设计……………………………………………………………………….25

8.5 导滑槽的设计…………………………………………………………………… 25

8.7 楔紧块…………………………………………………………………………… 27

九、冷却系统设计…………………………………………………………………….…28

9.1冷却系统的设计原则 …………………………………………………………….28

9.2 温度调节对塑件质量的影响……………………………………………………. 28

9.3 对温度调节系统的要求…………………………………………………………. 28

9.4 冷却装置的设计要点……………………………………………………………. 28

9.5冷却系统设计计算………………………………………………………………. 29

十、其它结构零部件的设计 ……………………………………………………….…31

十一、小结…………………………………………………………………………….…33

注释和参考文献……………………………………………………………………….…34

谢辞…………………………………………………………………………………….…35

第一章引言

近年来，随着我国经济的腾飞，塑料成型加工机械和成型模具发展十分迅速，高效，自动化，大型，微型，精密，高寿命的模具在整个模具行业中所占的比例越来越大。我国大型、复杂、精密、高效和长寿命模具又上了一个新台阶，不少种类模具已能替代进口模具，模具CAD/CAM技术得到了较快推广应用并取得了良好效果，快速成形制造技术和设备有了长足发展并已开始进入实用推广阶段，高速铣等新一代制造技术已被人们重视并开始应用。从模具使用角度来说，要求高效，自动化，操作简便；从模具制造角度，要求结构合理，制造容易，低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素。模具与其他机械产品比较，一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着化工、轻工产业的快速发展，我国的模具工业近年来一直以每年13％～15％左右的增长速度高速发展，而各行业对模具的要求也越来越高。面对市场的变化，有着高技术含量的模具正在市场上崭露头角。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美，华气。因此，结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。

注塑成型是热塑性塑料制件最重要的加工方法。用此方法加工成型的塑料制件，其品种与样式之多是其他成型方法无可比拟的。起过程是借助与螺杆的推力，将已塑化的塑料熔体注入闭合的模具型腔内，经冷却固化定型后开模得到塑件。

因此，构成注塑成型的三个必要条件：一是塑件必须以熔融状态进入模腔；二是塑料溶体必须要有足够的压力和流速，以确保及时的充满整个模腔的各个角落；三是需有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺的要求的模具。

注塑成型技术与其他成型技术相比较有其独特的优势，表现在以下几个方面：其一是成型物料的熔融塑化和流动造型是分别是在塑料筒和模腔两处进行，模具可以始终处于是溶体很快冷凝或交联固化的状态，从而有利于缩短成型周期；其二是先锁紧模具然后才将塑料溶体注入，加之具有良好的流动性的溶体对模腔的磨损很小，因而可以用一套模具大批量成型复杂零件，表面图形与标记清晰和尺寸精度较高的制品；其三是成型过程的合模、加料、塑化、注塑、启模和顶出制品等全部成型操作均由注塑机自动完成，从而使注塑工艺容易全自动化和实现程序控制。但我们也要看到注塑成型的不足之处，由于冷却条件的限制，很难用这种技术制的无缺陷、壁厚的变化又较大的热塑性塑料制品，另外由于注塑机和注塑模具的造价很高，成型设备的启始投资较大，所以注塑技术不适合于小批量制品的生产。

注塑成型又称注射模塑或注射成型，是热塑性塑料制品成型的一种重要方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各种形状、满足众多要求的塑料制件。注塑成型已经成功地运用于某些热固性塑料制件、甚至橡胶制品的工业生产中。

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产品图.jpg

装配图.jpg

装配图三维.jpg

内部三维.jpg

塑件反面.jpg

塑件正面.jpg

型腔固定板.jpg

型芯.jpg

型芯固定板.jpg

说明书总览及字数统计.jpg

内容简介：: 设计说明书题目：学号：姓名：班级：20 级（）班专业：指导教师：学院：机械工程学院答辩日期：20 年月日摘要：本设计分析了牙签盒盖的结构，提出了模具设计的关键点，设计了模具的整体结构。根据塑件分型面的位置，设计了推件板和斜推杆的推出结构，零件采用了双分型面的点浇口，提高了零件的外面质量。通过对塑件进行工艺的分析及其结构分析，从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、注射机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。该模具一模两腔经过生产验证，该模具结构合理，动作可靠。关键词：牙签盒，注塑，模具，模具结构 Abstract: This design analyzes the toothpick lid structure, and puts forward the key points of the die design, the design of the mould integral structure. According to the plastic parts parting the position, design the ejecting plate and oblique push rod launch structure, parts adopted double parting surface point gate and improve the quality of the outside of the parts. Based on the analysis of the process of plastic parts and its structure analysis, from product molding process, concrete on the mould structure, the mould gating system, mold molding part of the structure, ejector system, injection machine and the selection of related parameters of the check of detailed design. The mould exactly two cavity after production verification, the mold structure is rational and reliable operation. Keyword：Toothpick, injection molding, mold, the mold structure 目录摘要、关键词 .IAbstract、Key words .II目录 .III一. 引言 .1二、塑件成型工艺的可行性分析 . 32.1 塑件分析 . 32.2 塑件的原材料分析 . 32.3 成型工艺分析如下 . 4三、注射成型机的选择与成型腔数的确定 . 53.1 注射成型机的选择 . 53.2 注塑机的校核 . 53.3 成型腔数的确定 . 6四、浇注系统的设计 . 74.1 浇注系统的作用 . 74.2 浇注系统的组成 .84.3 主流道设计 .8五、成型零件结构设计 . 95.1 分型面的设计 . 95.2 型腔的分布 . 105.3 凹模的结构设计 . 105.4 凸模的结构设计 . 105.5 模具成型零件的工作尺寸计算 . 11六、排气系统的设计 . 156.1 排气不良的危害 . 156.2 排气系统的设计方法 . 15七、导向与脱模机构的设计 . 157.1 导向机构的作用和设计原则 . 157.2 导柱、导套的设计 . 167.3 脱模机构的确定 . 177.4 推板导柱导套的结构设计 .20八、侧向分型与抽芯机构的设计 .208.1 斜导柱抽芯机构设计原则 208.2 抽芯机构的确定 . 218.3 斜导柱抽芯机构的有关参数计算 218.4 滑块的设计 .258.5 导滑槽的设计 258.7 楔紧块 27九、冷却系统设计 .289.1 冷却系统的设计原则 .289.2 温度调节对塑件质量的影响 . 289.3 对温度调节系统的要求 . 289.4 冷却装置的设计要点 . 289.5 冷却系统设计计算 . 29十、其它结构零部件的设计 .31十一、小结 .33注释和参考文献 .34谢辞 .35第一章引言近年来，随着我国经济的腾飞，塑料成型加工机械和成型模具发展十分迅速，高效，自动化，大型，微型，精密，高寿命的模具在整个模具行业中所占的比例越来越大。我国大型、复杂、精密、高效和长寿命模具又上了一个新台阶，不少种类模具已能替代进口模具，模具 CAD/CAM 技术得到了较快推广应用并取得了良好效果，快速成形制造技术和设备有了长足发展并已开始进入实用推广阶段，高速铣等新一代制造技术已被人们重视并开始应用。从模具使用角度来说，要求高效，自动化，操作简便；从模具制造角度，要求结构合理，制造容易，低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素。模具与其他机械产品比较，一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着化工、轻工产业的快速发展，我国的模具工业近年来一直以每年 1315左右的增长速度高速发展，而各行业对模具的要求也越来越高。面对市场的变化，有着高技术含量的模具正在市场上崭露头角。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美，华气。因此，结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。注塑成型是热塑性塑料制件最重要的加工方法。用此方法加工成型的塑料制件，其品种与样式之多是其他成型方法无可比拟的。起过程是借助与螺杆的推力，将已塑化的塑料熔体注入闭合的模具型腔内，经冷却固化定型后开模得到塑件。因此，构成注塑成型的三个必要条件：一是塑件必须以熔融状态进入模腔；二是塑料溶体必须要有足够的压力和流速，以确保及时的充满整个模腔的各个角落；三是需有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺的要求的模具。注塑成型技术与其他成型技术相比较有其独特的优势，表现在以下几个方面：其一是成型物料的熔融塑化和流动造型是分别是在塑料筒和模腔两处进行，模具可以始终处于是溶体很快冷凝或交联固化的状态，从而有利于缩短成型周期；其二是先锁紧模具然后才将塑料溶体注入，加之具有良好的流动性的溶体对模腔的磨损很小，因而可以用一套模具大批量成型复杂零件，表面图形与标记清晰和尺寸精度较高的制品；其三是成型过程的合模、加料、塑化、注塑、启模和顶出制品等全部成型操作均由注塑机自动完成，从而使注塑工艺容易全自动化和实现程序控制。但我们也要看到注塑成型的不足之处，由于冷却条件的限制，很难用这种技术制的无缺陷、壁厚的变化又较大的热塑性塑料制品，另外由于注塑机和注塑模具的造价很高，成型设备的启始投资较大，所以注塑技术不适合于小批量制品的生产。注塑成型又称注射模塑或注射成型，是热塑性塑料制品成型的一种重要方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各种形状、满足众多要求的塑料制件。注塑成型已经成功地运用于某些热固性塑料制件、甚至橡胶制品的工业生产中。注塑成型的过程是，将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入加热的料筒，经加热塑化成熔融状态，由螺杆（或柱塞）施加压力而通过料筒底部的喷嘴注入低温的、闭合的模具型腔中，经冷却硬化而保持模腔所赋予的形样，开模取得所注塑成型塑件，在操作上完成了一个周期。注塑成型是塑料模塑成型的一种重要方法，生产中已有广泛的应用。它具有以下几方面的特点：成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸准确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。对成型各种塑料的适应性强。目前，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型，某些热固性塑料也可以采用注塑成型。生产效率高，易于实现自动化生产。注塑成型所需设备昂贵，模具结构比较复杂，制造成本高，所以注塑成型特别适合大批量生产。二、塑件成型工艺的可行性分析2.1 塑件分析图 2.1 塑件三维图图 2.2 塑件尺寸牙签盒盖工件如图所示，它是牙签包装的一部分需求量大，代表企业的形象，外面要气比较高，所以模具浇注系统采用双分型的点浇口，由于里面有内螺纹根据该塑件的结构特点，模具设计采用强制脱螺纹，也是工厂里比较简单，实用，常见的顶出结构。为了使模具与注射机相匹配以提高生产力和经济性、保证塑件精度，并考虑模具设计时应合理确定型腔数目，该模具选择一模二腔。2.2 塑件的原材料分析该塑件的原材料为 ABS,综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好；与 372 有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理；有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；流动性比 HIPS 差一点，比PMMA、PC 等好，柔韧性好；适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。成型特性： 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80-90 度,3 小时. 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270 度).对精度较高的塑件,模温宜取 50-60 度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取 60-80 度. 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS 树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将 PS，SAN，BS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙烯。 2.3 成型工艺分析如下2.31 精度等级影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）等，塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度。按 GB/T14486-1993 标准，塑料件尺寸精度分为 7 级，本塑件精度取 MT5 级 1。 2.32 脱模斜度由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度。制品上内孔深度较深 ,为便于脱模 ,应设计足够的脱模斜度 ,否则会发生脱模困难，本设计内孔脱模斜度都为 1。三、注射成型机的选择与成型腔数的确定3.1 注射成型机的选择 3.1.1 估算零件体积和投影面积。用 UG 建模分析知塑件体积为体积：V=66.826cm 3，单侧投影面积为：A=5490.63mm2，由于此模具浇注系统采用测浇口，其浇注系统凝料较小，浇注系统的体积为 7.842cm3 ，由于采用的是一模二腔固 V 总=2 x V 塑 +V 浇 =2 X 66.82 +7.84 =57.45cm 33.12 锁模力计算其所需锁模力为：F 锁 =AP 型 =5490.6345Mp=247.08KN （3.1）3.13 选择注射机及注射机的主要参数由此考虑塑件大批量生产，以及以上的从温度、压力、时间方面考虑，查表附录D（塑料成型工艺与模具设计）初步选用注射机 XS-ZY-350。XS-ZY-350(G54-S200/400)型注射机的主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1 螺杆直径/mm 552 最大注射量/ 2004003 注射压力/MPa 1224 锁模力/kN 2505 最大模具厚度/mm 5006 最小模具厚度/mm 1957 最大开模行程/mm 2608 喷嘴前段球面半径/mm 169 喷嘴孔直径/mm 410 定位圈直径/mm 12511 模板尺寸/mm 53263412 拉杆间距/mm 29036813 合模方式肘杆14 外形尺寸/m 4.701.401.803.2 注塑机的校核（1）最大注塑量效核材料的利用率为 500/840=0.60，符合注塑机利用率在0.30.80 的要求。（2）注射压力的效核所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力，ABS 塑件的注塑压力一般要求为 40120MPa ，所以该注塑机的注塑压力符合条件。（3）锁模力效核高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分形面分开的胀模力，此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成积。胀模力必须小于注塑机额定锁模力。型腔压力 Pc 可按下式粗略计算：Pc=kP（MPa）（3.2）式中： Pc 为型腔压力，MPa；P 为注射压力， MPa；K 为压力损耗系数，通常在 0.250.5 范围内选取。所以， Pc=KP=0.37120=45MPa，型腔压力决定后，可按下式校核注塑机的额定锁模力： TKPcA （3.3）式中： T 为注塑机的额定锁模力，KN；A 为塑件和流道系统在分形面上的投影面积，mm 2；K 为安全系数，通常取 1.11.2；KpcA=1.2455490.63=296.49KN （3.4）所以 T=3200KN KPcA 成立，即该注塑机的锁模力符合要求。3.3 成型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%计算：（3.5）件浇WS8.06.82735X=4.07式中： N-型腔数S-注射机的注射量（ g）W 浇-浇注系统的重量（g）W 件-塑件重量（g）因为，N=4.072所以，此模具型腔为一模二腔结构合理。四、浇注系统的设计4.1 浇注系统的作用浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道，因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。对浇注系统设计的具体要求是：(1)对模腔的填充迅速有序；(2)可同时充满各个型腔；(3)对热量和压力损失较小；(4)尽可能消耗较少的塑料；(5)能够使型腔顺利排气；(6)浇注道凝料容易与塑料分离或切除；(7)不会使冷料进入型腔；(8)浇口痕迹对塑料外观影响很小。4.2 浇注系统的组成浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料井。4.3 主流道设计主流道通常位于模具的入口处，其作用是将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形，以便于塑料熔体得流动及流道凝料的拔出。热塑性塑料注塑成型用的主流道，由于要与高温塑料及喷嘴反复接，所以主流道常设计成可拆卸的主流道衬套 1。浇口套的尺寸设计要求：（1）浇口套与注射机喷嘴接触处球面的圆弧度必须吻合。设模具浇口套球面半径为R，注射机球面半径为 r，其关系式如下：SR = SR1+(1 2)=16+1=17mm; （4.1）（2）浇口套进口的直径 d 应比注射机喷嘴孔 d1 直径大 0.52mm。很据模具特点和设计要求浇口套的长度为 75mm。D=4+0.5=4.5mm （4.2）（3）浇口套的形式如下，浇口锥度为 1，长度为 75mm。图 4.1 浇口套（4）主流道衬套的固定因为采用的有托浇口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定圈也是标准件，外径为 100mm，内径 36mm。具体固定形式如下图所示：图 4.2 定位圈（4）浇口设计浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。由 ABS 的成型工艺性可知：成形收缩范围及收缩率小，流动性不强，易于成形；热容量大，注射成形模具必须设计能充分进行冷却回路，注意控制成形温度。料温低时方向性明显，尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模温为 50左右，不可高于 90，否则会造成成形塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲和变形。根据分析、ABS 的成型工艺性、产品对外观的要求、产品的形状结构特点和模具的优化，模具确定为一模 2 腔，采用点浇口，位置在塑件的定端中心位置。设计流道时，充分考虑了流动的平衡。在脱料板上设计有拉料机构，开模时，流道凝料会从浇口套和定模板中被拉出，待开模后自动落下。其示意图如下：图 4.3 浇口形式五、成型零件结构设计5.1 分型面的设计 5.12 分型面的分类实际的模具结构基本上有三种情况：A、型腔完全在动模一侧；B、型腔完全在定模一侧；C、型腔各有一部分在动定、模中。5.13 分型面的分类及选择原则分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且设计末句结构和制造成本。一般来说，分型面的总体选择原则有以下几条：1）脱出塑件方便；2）模具结构简单；3）型腔排气顺利；4）确保塑件质量；5）无损塑件外观；6）合理利用设备。5.14 分型面的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：a)保证塑料制品能够脱模这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。 b)使型腔深度最浅 c)使塑件外形美观，容易清理 d)尽量避免侧向抽芯塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用.e)使分型面容易加工分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。g)使侧向抽芯尽量短抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。h)有利于排气对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。如图 5 所示，此模具为一次分型。由于此一次性注射器推筒外壁有一外环，因此要做 half 滑块。其中定模主型芯尺寸细长，产品包紧力大。分型时 half 滑块保持不动，定模板带动定模主型芯先运动一段距离，减小塑件对主型芯的包紧力，解决一般注射模结构中因定模型芯脱模造成塑件拉裂或者拉变形的问题。一段时间后，滑块运动，此时动模型芯的包紧力明显比定模型芯大的多，固塑件可确定是留在动模型芯上，最后完成分型顶出塑件。图 5.1 分型面位置5.2 型腔的分布模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、H 形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。该模具涉及三方向抽芯，结构较为复杂，综合考虑模具设计为一模二腔，零件采用直线对称排列，有利于节约材料，简化结构。如图所示图 5.2 型腔的分布 5.3 凹模的结构设计凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式 5 种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂 5。由于该模具结构一般，又属于中小型模具，结构无复杂部分，所以凹模板采用整体式。5.4 凸模的结构设计凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体。由于该模具结构复杂为了节约成本，利于顶出和排气，凸模板采用镶拼式。如图图 5.3 凸模结构图5.5 模具成型零件的工作尺寸计算工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模、凸模的径向尺寸（含长、宽尺寸）与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。其中影响模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下几个方面 7：1、成形收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为s=(Smax-Smin)Ls （5.5）式中： s 为塑件收缩波动而引起的塑件尺寸误差（mm）；Smax 为塑料的最大收缩率（%）；Smin 为塑料的最小收缩率（%）；Ls 为塑件尺寸（mm）。一般情况下，由收缩率波动而引起的塑件尺寸误差要求控制在塑件尺寸公差的1/3 以内。2、模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在IT7IT8 级之间，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。3、零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型芯造成磨损，对于中小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的 1/6，而大型零件，应在1/6 之下。4、模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸精度和位置精度。综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成形零件尺寸的因素，在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步修订。通常凹模、凸模组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。其中平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算，公式如以下 7：（1）凹模的內形尺寸：L =L (1+k)-(3/4) （5.6）凹塑 3式中： L 为型腔內形尺寸(mm)；凹L 为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸；塑K 为塑料平均收缩率(%)，此处取 0.5%；s 为塑件公差，查表知 ABS 塑件精度等级取 5 级；塑件基本尺寸在03mm 范围内取 0.2mm;塑件基本在 36mm 公差取 0.24mm；塑件基本在 610mm公差取 0.28mm；塑件基本尺寸在 1824 范围内其公差取 0.44mm ；塑件基本尺寸在 2430 范围内其公差取 0.52mm ；塑件基本尺寸在 3040 范围内其公差取0.56mm ；所以型腔尺寸如下：L1=76(1+0.005)-(3/4)0.86 =75.73386.029.0 L2=84(1+0.005)-(3/4)1.00 =83.6730.13.0型腔深度的尺寸计算：h =h (1+k)-(3/4) 凹塑 3（5.7）式中： h 凸模/型芯高度尺寸(mm)；凹h 为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；塑s 、K 含义如（1）式中。H1=63.73(1+0.005)-(3/4)0.74 =63.49374.025.02）凸模的外形尺寸计算： L =L (1+k)+(3/4) 凹塑 3（5.8）式中： L 凸模/型芯外形尺寸(mm)；凹L 为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸；塑s 、k 含义如（1）式中。由于该塑料的收缩率不大为 0.5%，故只需在型腔尺寸比较大的考虑其收缩率，在尺寸小的地方不用考虑由收缩率引起的尺寸偏差。所以型芯的尺寸如下：L1=50（1+0.005）+（3/4）0.64 =50.73364.0021.L2=80（1+0.005）+（3/4）0.86 =81.05386.0029.型芯的深度尺寸计算：h =h (1+k)+ (2/3) （5.10）凹塑 3式中： h 为凸模/型芯高度尺寸(mm)；凹h 为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；塑s 、k 含义如（1）式中。三个型芯的高度分别为：H1=20.83（1+0.005）+（2/3）0.44=21.2234.0015.H2=63.73（1+0.005）+（2/3）0.74=63.54374.0025.六、排气系统的设计从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体 7。排气系统的设计相当重要。 6.1 排气不良的危害增加熔体充模流动的阻力，是型腔充不满；在制品上呈现明显可见的熔接缝，其力学性能降低；滞留气体时塑件产生质量缺陷；型腔内气体受到压缩后产生瞬时局部高温，使塑料熔体分解；由于排气不良，降低了充模速度。6.2 排气系统的设计方法利用分型面排气是最好的方法，排气效果与分型面的接触精度有关；对于大型模具，可以用镶拼的成型零件的缝隙排气；利用顶杆与孔的配合间隙排气；利用球状合金颗粒烧结块渗导排气；在熔合缝位置开设冷料穴本模具可以利用配合间隙排气，通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，这里不再单独设计排气槽。七、导向与脱模机构的设计7.1 导向机构的作用和设计原则 7.11 导向机构的作用导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有：a、定位作用b、导向作用c、承载作用d、保持运动平稳作用 e、锥面定位机构作用 7.12 导向机构的设计原则a、导柱（导套）应对称分布在模具分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具强度和防止模板发生变形；b、导柱（导套）的直径应根据模具尺寸选定，并应保证有足够的抗弯强度；c、导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工，并保证了同轴度要求；d、导柱和导套应有足够的耐磨性；e、为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在定模板上，但有时也要装在定模板上，这就要根据具体情况而定。7.2 导柱、导套的设计导柱导向是指导柱与导套（导向孔）采用间隙配合使导柱在导套（导向孔）内滑动，配合间隙一般采用 H7/h6 级配合 8。7.21 导柱的设计导柱的结构形式有两种：一种为单节式导柱，另一种为台阶式导柱。小型模具采用单节式导柱，大型模具采用台阶式导柱 8。在导柱的工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦,故导柱采用加油槽的阶梯式导柱根据国家标准选用直径为 30mm 长度为 320mm 的导柱。其示意图如下：图 7.1 导柱7.22 导套的设计由于导柱已选定，由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套其直径为42mm，长度分别为 45 其示意图如下 8：图 7.2 导套7.23 导向孔的总体布局导向零件应合理地均匀分布在模具的四周围或靠近边缘的部位，其中心距模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。根据手册推荐值选定的导柱分布情况如下图所示：图 7.3 导向孔总体布局7.23 推杆的确定顶杆可以分为普通顶杆、成形顶杆、锥面顶杆，该模具的顶杆形式选择普通顶杆，如下图所示。图 7.4 推杆推杆长度的计算，顶杆总长度为：h 杆=h 凸+1+h 动垫+S 顶+2+h 顶固式中： h 杆为推杆的总长度；h 凸为凸模的总高度；h 动垫为动模垫板的厚度；S 顶为顶出行程；h 顶固为顶杆固定板的厚度；1 为富裕量，一般为（ 0.050.1）mm，表示顶杆端面应比腔型的平面高出； 2 为顶出行程富裕量，一般为 36mm。根据以上公式计可得，推杆的总长度为 229mm。八、侧向分型与抽芯机构的设计8.1 斜导柱抽芯机构设计原则a、活动型芯一般比较小，应牢固装在滑块上，防止在抽芯时松动滑脱。型芯与滑块连接部位要有一定的强度和刚度；b、滑块在导滑槽中滑动要平稳，不要发生卡住、跳动等现象；c、滑块限位装置要可靠，保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动；d、锁模块要能承受注射时的侧向压力，应选用可靠的连接方式与模板连接。锁模块和模板可做成一体。锁紧块的斜角 1 应大于斜导柱的倾斜角，一般取1- 23 ，否则斜导柱无法带动滑块运动。e、滑块完成抽芯运动后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的 2/3，否则，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具。f、防止滑块和推出机构复位时的相互干涉，尽量不使推杆和活动型芯水平投影重合。g、滑块设在定模的情况下，为保证塑料制品留在定模上，开模前必须先抽出侧向型芯，最好采取定向定距拉紧装置 10。8.2 抽芯机构的确定由于该模具比较简单，抽芯力不大，故采用斜导柱外侧抽芯机构。8.3 斜导柱抽芯机构的有关参数计算该磨具中有六根斜导柱且长度相差不是很大，为设计和生产方便同时也为了降低了生产成本本次计算全部按最长的的斜导柱为主 11。8.3.1 抽芯距 S抽芯距指型芯从成型位置抽至不妨碍脱模的位置时，型芯或滑块在抽芯方向所移动的距离。塑料模具设计 5查的抽芯距的计算公式为型芯从成型位置抽至不妨碍脱模位置再加上 35mm 余量，这里取 3mm，按磨具中最长的型芯来计算其长度为 42 故抽芯距为 45mm。8.3.2 斜导柱倾斜角的确定斜导柱的倾斜角是决定斜导柱抽芯机构工作效果的一个重要参数，它不仅决定了抽芯距离和斜导柱的长度，更重要的是它决定着斜导柱的受力状况。斜导柱受到的抽拔阻力和弯曲力的关系如 8.1 图所示 10。（不考虑斜导柱与滑块的摩擦力）。图 8.1 斜导柱受力图图 8.2 抽芯距的计算Q=P cos （8.1）式中： P1-开模力；Q-抽拔阻力（与抽拔力大小相等方向相反）；P-斜导柱所受的弯曲力。由上式可以看出，当所需的抽拔力确定以后，斜导柱所受的弯曲力 P 与cos 成反比，即角增大时，cos 减小，弯曲力 P 也增大，斜导柱受力状况变坏。另外，从抽芯距 S 与角的关系来看，如图 8.2 所示。S=H tg=L sin （8.2）式中： L-斜导柱的有效工作长度。当 S 确定以后，开模行程 H 及斜导柱工作长度 L 与成反比，即角增大，tg 也增大，则为完成抽芯所需的开模行程减小，另外，角增大时 sin增大，斜导柱有效工作长度可减小。综上所述，当斜导柱倾斜角增大时，斜导柱受力状况变坏，但为完成抽芯所需的开模行程可减小；反之，当角减小时，斜导柱受力状况有所改善，可是开模行程却增加了，而且斜导柱的长度也增加了。这会使模具厚度增加。因此，斜导柱倾斜角过大或过小都是不好的，一般角取 1020，最大不超过 25。对于该模具，由于抽拔力不大，但抽芯距离较大故选择较大倾角，综合考虑斜导柱的倾斜角取 =18。8.3.4 斜导柱长度的计算斜导柱的长度是根据侧型芯的抽芯距 S，斜导柱直径 d，固定轴肩的直径D，倾斜角以及安装斜导柱的模板厚度 h 来决定的。图 8.3 斜导柱长度示意图L=L1+L2+L3+L4+L5 = 12+24+89.37+57.38+8 （8.8）188（mm ）其中： L-斜导柱总长L1-斜导柱大端斜面中心至最高点长度L2-斜导柱大端斜面中心至滑块端面点长度L3-滑块孔半径在斜导柱上投影长度L4-斜导柱工作长度L5-斜导柱锥度长度，一般取 510由以上计算过程，可最终确定斜导柱的的尺寸如下图所示：图 8.4 斜导柱8.4 滑块的设计滑块是斜导柱机构中的可动零件，滑块与侧型芯既可做成整体式的；也可做成组合式的，由于该塑件为 half 滑块，滑块的整体比较大，强度和精度要气比较高，故选择滑块与侧型芯做成整体式。滑块和导柱的配合精度为 H7/h7。滑块的结构如下图所示 10：图 8.5 滑块8.5 导滑槽的设计斜导柱驱动滑块是沿着导滑槽移动的，故对导滑槽提出如下要求：a、滑块在导滑槽内运动要平稳；b、为了不使滑块在运动中产生偏斜，其滑动部分要有足够的长度，一般为滑块宽度的一倍以上；c、滑块在完成抽拔动作后，仍留在导滑槽内，其留下部分的长度不应小于滑块长度的 2/3，否则，滑块在开始复位时容易发生偏斜，甚至损坏模具；d、滑块与导滑槽间应上、下与左、右各有一对平面呈动配合，配合精度可选H7/g6 或 H7/h7，其余各面均应留有间隙 10；基于以上要求，为了节约成本，便于加工该模具才型芯固定板上直接开滑槽，用耐磨块加以固定其结构及与滑块的配合如下图所示：图 8.6 导滑槽与斜滑块配合示意图图 8.7 导滑槽8.7 锁紧块锁紧块的斜角应 1 导柱的倾斜角。一般 1=+（ 23）。这样在开模时锁紧块能很快离开滑块的压紧面，避免压紧块与滑块间摩擦过大。另外，合模时，只是在接近合模终点时，锁紧块才接触滑块，并最后压紧滑块，使斜导柱与滑块的斜孔壁脱离接触，以免注射时斜导柱受过大的力。8.71 锁紧块的结构形式锁紧块设在模板上，采用螺钉固定的形式。九、冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和粘模；温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模温不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种。一般注塑到模具内的塑料温度为 200左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。该设计塑件材料为 PVC，在注塑成型时，黏度低，流动性好，要求模具温度（一般低8）较低，用常温水对模具进行冷却。由于该模具的模温要求在 80以下，有是小型模具，所以无需设置加热装置，仅需要设置冷却系统即可 14。9.1冷却系统的设计原则：1）冷却回路数量应尽量多，冷却通道孔径要尽量大；2）冷却通道的布置应合理；3）冷却回路应有利于降低冷却水进、出口水温的差值；4）冷却回路结构应便于加工和清理；5）冷却水道至型腔表面的距离应尽可能相等；6）冷却水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影响塑件的精度9.2 温度调节对塑件质量的影响a、采用较低的模温可以减小塑料制品的成型收缩率；即收缩率小，变形小，尺寸稳定，机械强度高，耐应力开裂性好和表面质量好；b、模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减小塑件的变形，其中均匀一致的模温尤为重要。9.3 对温度调节系统的要求a、根据选用的塑料品种，确定温度调节系统是采用冷却方式还是加热方式；b、希望模温均匀，塑件各部分同时冷却，以提高生产率和塑件质量；c、采用较底的模温，快速、大流量通水冷却一般效果比较好；d、温度调节系统要尽量做到结构简单，加工容易，成本低廉。9.4 冷却装置的设计要点a、冷却水孔的数量愈多，对塑件的冷却也就愈均匀；b、水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔形状相吻合；c、塑件局部壁后处，应加强冷却；d、对热量积聚大，温度上升高的部位应加强冷却；e、当成型大型塑件或薄壁制品时，料流程较长，而料温愈流愈低，为在整个塑件上取得大致相同的冷却速度，可以适当改变冷却水道的排水密度，在料流末端冷却水道可以排列得稀一些；f、冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，降低塑件强度；g、冷却装置的形式应根据模腔的几何形状而定；h、便于加工清理。9.56 冷却水道的结构由于该塑件体积比较大，由于成型部分在滑块上，所以水道采用直水道直径为 8mm，在滑块上开设冷却水道其分布如下图 15：图 9.1 冷却水道结构图十、其它结构零部件的设计本模具采用的是塑料模具设计指导P104 页 560L 中的 P2 型标准模架，所以其它板的尺寸如下 2：定模座板 40040040，定模板 400350100，动模板 40035080，动模座板 4

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